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Changement de couleur et réaction Changement de couleur et réaction chimique chimique

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Academic year: 2021

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Changement de couleur et réaction Changement de couleur et réaction

chimique chimique

Quelle grandeur permet au chimiste de suivre l'évolution d'une réaction chimique ?

1) Comment décrire l'évolution d'un système chimique ?

→ T.P. : Avancement d'une réaction chimique Avec l'exemple de la réaction chimique du T.P.

1) Réactif limitant :

La réaction met en jeu le diiode I2 (aq) et les ions thiosulfate S2O32- 4h

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Les produits formés sont les ions iodures I- (aq) et les ions S4O62-. Le diiode est la seule espèce colorée. La réaction a pour équation :

Conclusion : Dans une réaction chimique, le réactif limitant est le réactif qui est totalement consommé.

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2) Stoechiométrie :

L'équation de la réaction étudiée peut s'écrire :

1 I2 (aq) + 2 S2O32- (aq) → 2 I- (aq) + 1 S4O62- (aq)

Les nombres 1, 2, 2 et 1 sont les nombres stœchiométriques. 1 mole de I2 réagit avec 2 moles d'ions S2O32- pour donner 2 moles d'ions I- et 1 mole d'ions S4O62-.

Les réactifs réagissent toujours ds les mêmes proportions. Cette propriété est appelée stœchiométrie de la réaction.

3) Avancement et tableau d'avancement :

L'avancement d'une réaction, noté x, est une grandeur, exprimée en mole, qui permet de décrire l'évolution d'un système chimique.

Par exemple, pour notre réaction, l'avancement x est égal à la quantité de diiode consommée. Initialement, lorsque les réactifs sont mélangés, mais avant que la réaction ne débute, l'avancement est nul : x = 0 mol.

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Le tableau d'avancement décrit l'évolution des quantités de matière d'un système de l'état initial à l'état final, en fonction de l'avancement x.

Les nombres placés devant l'avancement x sont égaux aux nombres stœchiométrique de l'équation. Ils sont précédées d'un signe « - » pour les réactifs et d'un signe « + » pour les produits.

Remarque : Le nombre stœchiométrique 1 n'est pas écrit.

Exemple : le tableau d'avancement de notre réaction chimique :

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4) Avancement maximal x

max

 :

Conclusion : Pour déterminer la valeur de l'avancement xmax, on calcule les valeurs de l'avancement qui annulent les quantités de chacun des réactifs.

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5) État final :

6) Cas d'un mélange initial stoechimétrique :

Un mélange initial est stœchiométrique si les quantités initiales des réactifs sont dans les proportions des nombres stœchiométriques de ces réactifs. Dans l'état final, les quantités des réactifs sont nulles, seuls sont présents les produits de la réaction.

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2) Comment déterminer la concentration d'une espèce colorée en solution ?

1) Absorbance

Conclusion : La couleur d'une solution résulte de la superposition des radiations non absorbées de la lumière blanche.

La proportion de lumière absorbée par une solution, à une longueur d'onde λ donnée, est son absorbance A.

C'est une grandeur additive : l'absorbance d'une solution est la somme

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2) Spectre d'absorption, A = f(λ)

3) Courbe d'étalonnage, A = f(C)

→ T.P. : Dosage d'une espèce colorée en solution

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3) La loi de Beer-Lambert

Pour une même espèce colorée, la proportion de lumière absorbée croît quand l'épaisseur de solution colorée traversée croit. La relation entre l'absorbance, l'épaisseur de solution traversée et la concentration molaire de l'espèce absorbante constitue la loi de Beer-Lambert.

L’absorbance des solutions étudiées est proportionnelle à leur concentration, car le graphe est une droite passant par l’origine.

Ainsi A = k · C.

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